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上一篇：Shell 之變量

一骗污、前言

Shell 腳本語(yǔ)言是一門(mén)弱類(lèi)型語(yǔ)言何暮。實(shí)際上买猖，它并沒(méi)有數(shù)據(jù)類(lèi)型的概念询筏，無(wú)論你輸入的是字符串還是數(shù)字膨蛮，都是按照字符串類(lèi)型來(lái)存儲(chǔ)的叠纹。

至于是什么類(lèi)型，Shell 會(huì)根據(jù)上下文去確定具體類(lèi)型敞葛。

舉個(gè)例子：

$ sum=1+2
$ echo $sum
1+2

?? 以上示例誉察，Shell 認(rèn)為 1+2 是字符串，而不是算術(shù)運(yùn)算之后將結(jié)果再賦值給變量 sum惹谐。

如果你要進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算持偏，可以用 let 命令或 expr 命令。

$ let sum=1+2
$ echo $sum
3

?? 根據(jù) let 命令氨肌，Shell 確定了你想要的是算術(shù)運(yùn)算鸿秆，因此就能得到 3。

如果非要?jiǎng)澐值脑捲跚簦梢杂校骸缸址骨溥础ⅰ覆紶栔怠埂ⅰ刚麛?shù)」和「數(shù)組」桩了。

二附帽、字符串

在 Shell 中，最常見(jiàn)的就是字符串類(lèi)型了井誉。注意幾點(diǎn)：

• 當(dāng)字符串不包含「空白符」蕉扮，引號(hào)是可選的。若原意就是表示一個(gè)字符串颗圣，而非整數(shù)或數(shù)組時(shí)喳钟，建議使用引號(hào)屁使。
• 由單引號(hào)包裹的字符，都會(huì)原樣輸出奔则。且單引號(hào)包裹的內(nèi)容不允許再出現(xiàn)單引號(hào)蛮寂，轉(zhuǎn)義也不行。
• 由雙引號(hào)包裹的字符易茬，一些特殊字符（主要有 $酬蹋、`、\）會(huì)進(jìn)行擴(kuò)展或轉(zhuǎn)義抽莱。
• 若要在雙引號(hào)內(nèi)輸出 $范抓、`、\食铐、" 字符匕垫，使用反斜杠 \ 進(jìn)行轉(zhuǎn)義即可。

關(guān)于引號(hào)的用法虐呻，推薦看下 ?? Google Shell Style Guide - quoting象泵。

舉個(gè)例子：

# ?
str=Frankie
str='Frankie' # 推薦
str="Frankie"
str="Frankie's" # 推薦
str="Frankie's MacBook Pro" # 推薦
str='Frankie"s MacBook Pro' # 推薦

?? 以上示例語(yǔ)法上是允許的，?? 以下則是錯(cuò)誤示例斟叼。

# ?
str='Frankie's MacBook Pro'

2.1 獲取字符串長(zhǎng)度

語(yǔ)法為 ${#變量名}偶惠，且 {} 是必須的。

$ str='Frankie'
$ echo ${#str} 
7

2.2 截取子串

語(yǔ)法為 ${變量名:起始位置:截取長(zhǎng)度}犁柜，注意起始位置從 0 開(kāi)始計(jì)算洲鸠。

• 若省略截取長(zhǎng)度，表示截取從起始位置開(kāi)始到結(jié)尾的子串馋缅。
• 起始位置可以是負(fù)數(shù)扒腕，但負(fù)數(shù)前面必須要要有一個(gè)空格，以免與設(shè)置變量默認(rèn)值 ${foo:-hello} 的語(yǔ)法混淆萤悴。
• 截取長(zhǎng)度可以是負(fù)值瘾腰，表示要排除從字符末尾開(kāi)始的 N 個(gè)字符。

以上操作覆履，不會(huì)改變?cè)址Ｅ瑁?lèi)似 JavaScript 的 Array.prototype.substr() 方法。

比如 ${str:6:5}硝全，在變量 str 中截取第 6 位（包含）開(kāi)始栖雾，長(zhǎng)度為 5 的子串。

$ str='Hello Shell!'
$ echo ${str:6:5}
Shell

?? 以上 ${str:6:5} 可以替換為 ${str: -6:-1}伟众，表示截取變量 str 中倒數(shù)第 6 位（包含）開(kāi)始析藕，到倒數(shù)第 1 個(gè)之前的子串。

2.3 字符串搜索與替換

Shell 提供了多種搜索凳厢、替換的方法账胧。

具體看這一篇：Bash 字符串操作竞慢。請(qǐng)注意，替換方法只有貪婪匹配模式治泥。

2.4 大小寫(xiě)轉(zhuǎn)換

利用 tr（transform）命令筹煮，可實(shí)現(xiàn)大小寫(xiě)轉(zhuǎn)換。

$ str='Frankie'
$ echo $str | tr 'a-z' 'A-Z'
FRANKIE
$ echo $str | tr 'A-Z' 'a-z'
frankie

三居夹、布爾值

定義布爾值跟字符串一樣 ??

truth=true
falsy=false

注意條件判斷即可败潦，舉個(gè)例子：

bool=false
if $bool; then
  echo 'Done'
fi

?? 以上示例，只有變量 bool 的值為 false吮播，才會(huì)進(jìn)入 then 語(yǔ)句輸出 Done变屁。就算是 bool 未定義眼俊、或變量被刪除了意狠、或者 bool 的值為空字符剂公，都不會(huì)進(jìn)入 then 語(yǔ)句窘奏。

因此昭卓，布爾值正確的判斷方式寸宵，應(yīng)使用 test 命令粮呢，或使用 test 的簡(jiǎn)寫(xiě)語(yǔ)法 [ ] 或 [[ ]]炸宵。比如：

bool=false

if [ $bool = true ]; then
  echo 'Done'
fi

if [ $bool = false ]; then
  echo 'Error'
fi

?? 以上判斷方式函卒，只有當(dāng)變量 bool 的值為 true 或 false 時(shí)戏溺，才會(huì)命中條件性昭。

四拦止、整數(shù)

4.1 算術(shù)運(yùn)算

在 Shell 有兩種語(yǔ)法可以進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算。

• (( ... ))糜颠。
• $[ ... ] - 此為舊語(yǔ)法汹族。

其中 (( ... )) 內(nèi)部的空白符會(huì)被忽略，因此 ((1+1)) 和 (( 1 + 1 )) 是一樣的其兴。

(( ... )) 語(yǔ)法不返回值顶瞒，只要運(yùn)算結(jié)果不為 0，則表示命令執(zhí)行成功元旬，否則表示命令執(zhí)行失敗榴徐。

若要獲取運(yùn)算結(jié)果，需在前面加上 $匀归，即 $(( ... ))坑资，使其變成算術(shù)表達(dá)式，返回運(yùn)算結(jié)果穆端。

$ echo $((1 + 1))
2

(( ... )) 支持這些運(yùn)算操作：加減乘除袱贮、取余（%）、指數(shù)（**）徙赢、自增（++）字柠、自減（--）探越。

注意點(diǎn)：

1. (( ... )) 內(nèi)部可使用圓括號(hào) () 來(lái)改變運(yùn)算順序，亦可嵌套窑业。
2. (( ... )) 內(nèi)部的變量無(wú)需添加 $钦幔，因此里面的字符串會(huì)被認(rèn)為是變量。
3. (( ... )) 內(nèi)部使用了不存在的變量常柄，不會(huì)報(bào)錯(cuò)鲤氢。在 Shell 中訪問(wèn)不存在的變量會(huì)返回空值，此時(shí) (( ... )) 會(huì)將空值當(dāng)作 0 處理西潘。
4. 除法運(yùn)算的結(jié)果總是「整數(shù)」卷玉。比如 $((5 / 2)) 結(jié)果為 2，而不是 2.5喷市。
5. (( ... )) 和 $[ ... ] 語(yǔ)法相种，都只能做「整數(shù)」的運(yùn)算，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)品姓。
6. (( ... )) 可以執(zhí)行賦值運(yùn)算寝并，比如 $((a = 1)) 會(huì)將變量 a 賦值為 1。

4.2 expr 命令

expr 是一個(gè)表達(dá)式計(jì)算工具腹备。支持：

• 加法運(yùn)算：+
• 減法運(yùn)算：-
• 乘法運(yùn)算：\*
• 除法運(yùn)算：/
• 取模運(yùn)算：%

注意衬潦，這里乘法運(yùn)算 \* 要加 \ 轉(zhuǎn)義，否則 Shell 解析特殊符號(hào)植酥。還有镀岛，非整數(shù)參與運(yùn)算會(huì)報(bào)錯(cuò)哦！

$ sum=$(expr 1 + 2)
$ echo $sum
3

4.3 let 命令

let 命令用于將算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果友驮，賦予一個(gè)變量漂羊。

$ let sum=1+2
$ echo $sum
3

?? 以上示例，使得變量 sum 等于 1+2 的運(yùn)算結(jié)果喊儡。注意拨与，sum=1+2 里面不能有空格。

4.4 小數(shù)運(yùn)算

以上 (( ... )) 和 expr 命令均不支持小數(shù)運(yùn)算艾猜，如果想進(jìn)行小數(shù)運(yùn)算买喧，可以借助 bc 計(jì)算器或者 awk 命令。

$ echo 'scale=4; 10/3' | bc
3.3333

?? 其中 scale=4 表示保留四位小數(shù)匆赃。

4.5 邏輯運(yùn)算

(( ... )) 也提供了邏輯運(yùn)算：

• < 小于
• > 大于
• <= 小于或相等
• >= 大于或相等
• == 相等
• != 不相等
• && 邏輯與
• || 邏輯或
• ! 邏輯否
• expr1 ? expr2 : expr3 三元條件運(yùn)算符淤毛。若表達(dá)式 expr1 的計(jì)算結(jié)果為非零值（算術(shù)真），則執(zhí)行表達(dá)式
  expr2 算柳，否則執(zhí)行表達(dá)式 expr3低淡。

當(dāng)邏輯表達(dá)式為真，返回 1，否則返回 0蔗蹋。

五何荚、數(shù)組

在 Shell 中，可以用數(shù)組來(lái)存放多個(gè)值猪杭，數(shù)組元素之間通過(guò)「空格」隔開(kāi)餐塘。只支持一維數(shù)組，不支持多維數(shù)組皂吮。

在讀取數(shù)組成員戒傻、遍歷數(shù)組等方面，bash蜂筹、zsh 之間會(huì)有一定的區(qū)別需纳。

5.1 數(shù)組起始索引

現(xiàn)代高級(jí)編程語(yǔ)言中，它們的數(shù)組起始索引多數(shù)都是 0艺挪。
但在 Shell 編程語(yǔ)言中不翩，不同的 Shell 解析器其數(shù)組起始索引（下標(biāo)）可能是不同的。比如 bash 的起始索引 0闺属，zsh 的起始索引是 1慌盯。

?? 摘自 StackExchange：

Virtually all shell arrays (Bourne, csh, tcsh, fish, rc, es, yash) start at 1. ksh is the only exception that I know (bash just copied ksh).

這樣看，起始索引為 1 的 Shell 解析器占多數(shù)掂器。對(duì)于習(xí)慣了從 0 開(kāi)始的我來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)是有的難以接受的俱箱。關(guān)于數(shù)組起始索引国瓮，有興趣的可看：CITATION NEEDED。

arr[0]=a
arr[1]=b

?? 以上示例狞谱，使用 bash 去解析是沒(méi)問(wèn)題的乃摹。但用 zsh 解析時(shí)，就會(huì)報(bào)錯(cuò)：assignment to invalid subscript range跟衅。因?yàn)?zsh 的起始索引是 1 開(kāi)始的孵睬，所以索引 0 是一個(gè)不合法的下標(biāo)。

5.2 創(chuàng)建數(shù)組

可使用以下幾種方式來(lái)創(chuàng)建數(shù)組：

# 創(chuàng)建空數(shù)組
arr=()

# 創(chuàng)建數(shù)組伶跷，按順序賦值
arr=(val1 val2 ... valN)

# 創(chuàng)建數(shù)組掰读，逐項(xiàng)添加
arr[0]=val1
arr[1]=val2
arr[2]=val3

# 創(chuàng)建數(shù)組，不按順序賦值
arr=([2]=val3 [0]=val1 [1]=val2)

# 創(chuàng)建稀疏數(shù)組
arr=(val1 [2]=val3 val4)

注意幾點(diǎn)：

• 沒(méi)有賦值的數(shù)組元素其默認(rèn)值是空字符串叭莫。
• 以上 [2]=val3 形式不允許有空格蹈集。
• 元素之間使用空格隔開(kāi)。

前面提到雇初，不同類(lèi)型的 Shell 的起始索引可能是不一樣的拢肆，因此以上采用 [0]、[1]、[2] 等方式設(shè)置指定項(xiàng)的值郭怪，其表示的第幾項(xiàng)元素可能是不相同的支示。

還可以這樣 ??

# 可使用通配符，將當(dāng)前目錄的所有 MP3 文件鄙才，放入一個(gè)數(shù)組
$ mp3s=(*.mp3)

# 用 declare 聲明一個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)組悼院，其索引除了支持整數(shù)，也支持字符串咒循。
$ declare -a ARRAYNAME

5.3 讀取數(shù)組長(zhǎng)度

前面介紹過(guò)据途，讀取字符串長(zhǎng)度的語(yǔ)法為 ${#變量名}，數(shù)組也是類(lèi)似的叙甸。
但要借助數(shù)組的特殊索引 @ 和 *颖医，將數(shù)組擴(kuò)展成列表，然后再次使用 # 獲取數(shù)組的長(zhǎng)度裆蒸。語(yǔ)法有以下兩種：

${#array[*]}
${#array[@]}

arr1=(a b c)
arr2=('aa 00' 'bb 11' 'cc 22')

echo ${#arr1[*]}
echo ${#arr1[@]}

echo ${#arr2[*]}
echo ${#arr2[@]}

?? 以上結(jié)果均輸出 3熔萧。

如果是讀取數(shù)組某項(xiàng)的長(zhǎng)度，則使用 ${#數(shù)組變量名[下標(biāo)]} 的形式僚祷。比如：

arr[10]=foo
echo ${#arr[10]}

??以上輸出 3佛致，它讀取的是索引為 10 的元素的值的長(zhǎng)度。

5.4 讀取數(shù)組單個(gè)成員

其語(yǔ)法為 ${數(shù)組變量[下標(biāo)]}辙谜，比如：

$ arr=(a b c)
$ echo ${arr[1]}

?? 基于起始索引的問(wèn)題俺榆，${arr[1]} 輸出值可能是 a，也可能是 b装哆。
注意罐脊，里面的 {} 不能省略，否則 $arr[1] 在 bash 里輸出位 a[1]蜕琴，相當(dāng)于 $arr 的值與字符串 [1] 連接萍桌，因此結(jié)果是 a[1]。

注意以下語(yǔ)法：

$ arr=(a b c)
$ echo $arr

?? 在 zsh 中凌简，可以輸出數(shù)組所有項(xiàng)上炎，即 a b c，在 bash 則是輸出數(shù)組第一項(xiàng)雏搂，即 a藕施。

若想在各種 Shell 環(huán)境下統(tǒng)一，最合理的做法是什么呢畔派？使用類(lèi)似截取字符串子串的語(yǔ)法：

${array[@]:offset:length}

其中 array[@] 表示所有元素铅碍，offset 表示偏移量（總是從 0 開(kāi)始），length 表示截取長(zhǎng)度线椰。這種語(yǔ)法在不同 Shell 環(huán)境下總能獲得一致行為胞谈。因此 ${arr[@]:0:1} 總能正確地取到數(shù)組的第一項(xiàng)。

因此，需要兼容 bash 和 zsh 時(shí)烦绳，應(yīng)使用 ${array[@]:offset:length} 語(yǔ)法而不是 ${array[subscript]} 語(yǔ)法卿捎。

5.5 讀取數(shù)組所有成員

利用數(shù)組的特殊索引 @ 和 *，它們返回?cái)?shù)組的所有成員径密。

$ arr=(a b c)
$ echo ${arr[@]}
$ echo ${arr[*]}

?? 以上 ${arr[@]} 和 ${arr[*]} 都輸出數(shù)組所有成員 a b c午阵。因此，利用這兩個(gè)特殊索引享扔，可配合 for 循環(huán)來(lái)遍歷數(shù)組底桂。

for item in "${arr[@]}"; do
  echo $item
done

5.6 ${arr[@]} 和 ${arr[*]} 細(xì)節(jié)區(qū)別

其差異，主要體現(xiàn)在 for 循環(huán)上惧眠。

示例一：

arr=('aa 00' 'bb 11' 'cc 22')

echo 'use @, with double quote:'
for item in "${arr[@]}"; do
  echo "--> item: $item"
done

echo 'use @, without double quote:'
for item in ${arr[@]}; do
  echo "--> item: $item"
done

?? 都是使用了 @籽懦，區(qū)別在于 ${arr[@]} 外層是否使用了「雙引號(hào)」。bash 輸出如下：??

use @, with double quote:
--> item: aa 00
--> item: bb 11
--> item: cc 22

use @, without double quote:
--> item: aa
--> item: 00
--> item: bb
--> item: 11
--> item: cc
--> item: 22

這里用高級(jí)語(yǔ)言來(lái)類(lèi)比：首先氛魁，原數(shù)組是 ['aa 00', 'bb 11', 'cc 22']暮顺。如果帶雙引號(hào) "${arr[@]}"，遍歷的是原數(shù)組秀存。如果不帶雙引號(hào) ${arr[@]}捶码，相當(dāng)于內(nèi)部隱式地做了一次「扁平化」操作，使其變成 ['aa', '00', 'bb', '11', 'cc', '22'] 形式或链，最終遍歷的是扁平化后的產(chǎn)物惫恼。

因此，在遍歷數(shù)組時(shí)株扛，若使用 @ 索引尤筐，應(yīng)該要使用雙引號(hào)，以保持原有數(shù)組的結(jié)構(gòu)洞就。

示例二：

arr=('aa 00' 'bb 11' 'cc 22')

echo 'use *, with double quote:'
for item in "${arr[*]}"; do
  echo "--> item: $item"
done

echo 'use *, without double quote:'
for item in ${arr[*]}; do
  echo "--> item: $item"
done

?? 都是使用了 *，區(qū)別在于 ${arr[*]} 外層是否使用了「雙引號(hào)」掀淘。bash 輸出如下：??

use *, with double quote:
--> item: aa 00 bb 11 cc 22

use *, without double quote:
--> item: aa
--> item: 00
--> item: bb
--> item: 11
--> item: cc
--> item: 22

從結(jié)果上看旬蟋， "${arr[*]}" 把數(shù)組所有項(xiàng)當(dāng)成了一個(gè)整體，遍歷時(shí)只有一項(xiàng)革娄。而不帶雙引號(hào)時(shí)倾贰， ${arr[*]} 與 ${arr[@]} 行為一致，都把原數(shù)組扁平化了拦惋。

對(duì)于類(lèi)似 arr=(a b c) 的數(shù)組（即數(shù)組每一項(xiàng)不包含空白符）匆浙， 循環(huán)中 "${arr[@]}"、 ${arr[@]}厕妖、${arr[*]} 行為都是一致的首尼，而 "${arr[*]}" 同樣是把原數(shù)組所有項(xiàng)當(dāng)做一個(gè)整體了。

提一下，上述示例輸出結(jié)果均在 bash 下執(zhí)行软能。但在 zsh 環(huán)境下迎捺，這三種 "${arr[@]}"、 ${arr[@]}查排、${arr[*]} 形式凳枝，都能「正確」遍歷原數(shù)組，不會(huì)扁平化跋核。

基于以上細(xì)微差異岖瑰，遍歷數(shù)組的最佳實(shí)踐是：應(yīng)使用 @，且要帶上「雙引號(hào)」砂代。

5.7 截取數(shù)組

其實(shí)前面已經(jīng)提到過(guò)了蹋订，其語(yǔ)法就是：${array[@]:offset:length}。比如：

$ fruits=(apple banana lemon pear plum orange watermelon)
$ echo "${fruits[@]:3:2}"
pear plum

其中 offset 為偏移量（總是從 0 開(kāi)始）泊藕，length 表示截取長(zhǎng)度辅辩。它不會(huì)改變?cè)瓟?shù)組，類(lèi)似于 JavaScript 的 Array.prototype.slice() 方法娃圆。${array[@]:offset:1} 也是獲取數(shù)組中某項(xiàng)最兼容的寫(xiě)法玫锋。

若 length 省略，截取從 offset 開(kāi)始到結(jié)尾的數(shù)組項(xiàng)讼呢。其中 offset 和 length 也支持負(fù)值撩鹿，類(lèi)似字符串截取，這里不再展開(kāi)悦屏。

5.8 追加數(shù)組成員

數(shù)組末尾追加成員节沦，可以使用 += 賦值操作符，會(huì)自動(dòng)把值最佳到數(shù)字末尾础爬。

$ arr1=(a b c)
$ arr1+=(d e)
$ echo "${arr1[@]}"
a b c d e

注意 += 前后不能有空格甫贯，若追加多項(xiàng)元素，則使用空格隔開(kāi)看蚜。
如果知道了數(shù)組下標(biāo)叫搁，也可以使用 arr[index]=xxx 形式添加。但注意若 index 位置已有元素供炎，則會(huì)產(chǎn)生覆蓋效果渴逻。

5.9 刪除數(shù)組成員

清空數(shù)組，應(yīng)使用 unset 語(yǔ)法音诫。比如：

$ arr=(a b c)
$ unset arr
$ echo "${arr[@]}"

對(duì)于 arr='' 這種形式惨奕，在 zsh 上可以起到清空數(shù)組的作用，而 bash 上是對(duì)數(shù)組第一項(xiàng)賦值為空字符串而已竭钝。

如是刪除某項(xiàng)梨撞，可以這樣：

$ arr=(a b c)
$ unset arr[1]
echo "${arr[@]}"

未完待續(xù)...